PT104902A - METHOD OF NON-DESTRUCTIVE AND NON EVASIVE INSPECTION OF VEGETABLE MATERIALS BASED ON THE USE OF ELECTROMAGNETIC RADIATION - Google Patents

METHOD OF NON-DESTRUCTIVE AND NON EVASIVE INSPECTION OF VEGETABLE MATERIALS BASED ON THE USE OF ELECTROMAGNETIC RADIATION Download PDF

Info

Publication number
PT104902A
PT104902A PT104902A PT10490209A PT104902A PT 104902 A PT104902 A PT 104902A PT 104902 A PT104902 A PT 104902A PT 10490209 A PT10490209 A PT 10490209A PT 104902 A PT104902 A PT 104902A
Authority
PT
Portugal
Prior art keywords
inspection
destructive
cork
image
signal
Prior art date
Application number
PT104902A
Other languages
Portuguese (pt)
Other versions
PT104902B (en
Inventor
Antonio Cesar Silva Ferreira
Francisco Manuel Couto Oliveira
Ana Cristina De Avelar Lopes Cardoso Mesquita
Original Assignee
Cork Supply Portugal S A
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cork Supply Portugal S A filed Critical Cork Supply Portugal S A
Priority to PT104902A priority Critical patent/PT104902B/en
Priority to PCT/PT2010/000058 priority patent/WO2011078714A1/en
Priority to ES10805750.6T priority patent/ES2681213T3/en
Priority to PT108057506T priority patent/PT2518478T/en
Priority to US13/518,047 priority patent/US9528975B2/en
Priority to EP10805750.6A priority patent/EP2518478B1/en
Publication of PT104902A publication Critical patent/PT104902A/en
Publication of PT104902B publication Critical patent/PT104902B/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/46Wood
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • G01N23/046Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material using tomography, e.g. computed tomography [CT]
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/40Imaging
    • G01N2223/419Imaging computed tomograph

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

ESTA INVENÇÃO DESCREVE UM MÉTODO PARA A MONITORIZAÇÃO DE PARÂMETROS INTRÍNSECOS DE ROLHAS DE CORTIÇA NATURAL, COM BASE NUM MÉTODO NÃO INVASIVO E NÃO DESTRUTIVO, POR EXEMPLO A ESPECTROSCOPIA RX, TENDO EM VISTA A SEGREGAÇÃO E CATEGORIZAÇÃO DE OBJECTOS (ROLHAS) SEGUNDO A RELAÇÃO DESSES PARÂMETROS COM CARACTERÍSTICAS RELEVANTES PARA O DESEMPENHO DO VEDANTE, COMO POR EXEMPLO A PERMEABILIDADE A GASES. ESTA INVENÇÃO DESCREVE AINDA O PROCESSAMENTO DA INFORMAÇÃO SOBRE OS PARÂMETROS FÍSICO-QUÍMICOS DA CORTIÇA DIRECTAMENTE A PARTIR DOS DADOS RECOLHIDOS NA LINHA DE PRODUÇÃO. É ESSENCIALMENTE CARACTERIZADO POR COMPREENDER: MEIOS PARA A AQUISIÇÃO DE SINAL; UM ALGORITMO AUTOMÁTICO DE DETECÇÃO DOS OBJECTOS NA IMAGEM RADIOGRÁFICA; UM ALGORITMO PARA A DETECÇÃO DO VECTOR DE CRESCIMENTO SOBRE O QUAL É FEITO O TRATAMENTO DE SINAL;- O PROCESSAMENTO DE SINAL EM TEMPO REAL; SOFTWARE PARA O RECONHECIMENTO DE PADRÕES DE COMPORTAMENTO RELACIONÁVEIS COM A VARIÁVEL A QUANTIFICAR; A CATEGORIZAÇÃO MEDIANTE O SINAL RECOLHIDO POR SENSORES NA INSPECÇÃO DE NOVAS AMOSTRAS. COM BASE NESTA INVENÇÃO, MONITORIZANDO PARÂMETROS TAIS COMO PERMEABILIDADE PREVISTA, DEFEITOS OU DENSIDADE DO MATERIAL, O GESTOR DE PRODUÇÃO TEM INFORMAÇÃO PARA: DETERMINAR A VARIABILIDADE DE LOTES; IDENTIFICAR OBJECTOS ANÓMALOS E SEGREGÁ-LOS; PREPARAR LOTES HOMOGÉNEOS, MEDIANTE A SEPARAÇÃO DE INDIVÍDUOS COM CARACTERÍSTICAS DISTINTAS; MONITORIZAR O DESENVOLVIMENTO DE NOVOS PROCESSOS E PROCEDIMENTOS PRODUTIVOS; MONITORIZAR O COMPORTAMENTO DE CORTIÇAS DE ORIGENS DISTINTAS.This invention describes a method for the monitoring of intrinsic parameters of natural cork reels based on a non-invasive and non-destructive method, for example the RX spectroscopy, with a view to segregating and categorizing objects according to the ratio of these parameters WITH RELEVANT CHARACTERISTICS FOR THE PERFORMANCE OF THE SEALANT, AS FOR EXAMPLE THE PERMEABILITY TO GASES. THIS INVENTION DESCRIBES STILL INFORMATION PROCESSING ON CORK PHYSICAL-CHEMICAL PARAMETERS DIRECTLY FROM THE DATA COLLECTED ON THE PRODUCTION LINE. IT IS ESSENTIALLY CHARACTERIZED BY UNDERSTANDING: MEANS FOR THE ACQUISITION OF SIGNAL; AN AUTOMATIC ALGORITHM OF DETECTING THE OBJECTS IN THE RADIOGRAPHIC IMAGE; AN ALGORITHM FOR THE DETECTION OF THE GROWTH TABLE ON WHICH SIGNAL TREATMENT IS MADE - THE SIGNAL PROCESSING IN REAL TIME; SOFTWARE FOR THE RECOGNITION OF PATTERNS OF BEHAVIOR RELATING TO THE VARIABLE TO QUANTIFY; CATEGORIZATION BY THE SIGNAL RECEIVED BY SENSORS IN THE INSPECTION OF NEW SAMPLES. BASED ON THIS INVENTION, MONITORING SAME PARAMETERS AS EXPECTED PERMEABILITY, DEFECTS OR DENSITY OF THE MATERIAL, THE PRODUCTION MANAGER HAS INFORMATION TO: DETERMINE THE VARIABILITY OF LOTS; IDENTIFY ANIMAL OBJECTS AND SEGREGATE THEM; PREPARING HOMOGENEOUS LOTS THROUGH THE SEPARATION OF INDIVIDUALS WITH DIFFERENT CHARACTERISTICS; MONITORING THE DEVELOPMENT OF NEW PROCESSES AND PRODUCTIVE PROCEDURES; MONITORING THE BEHAVIOR OF CORK OF DIFFERENT ORIGINS.

Description

11

DESCRIÇÃODESCRIPTION

"MÉTODO DE INSPECÇÃO NÃO DESTRUTIVO E NÃO EVASIVO DE MATERIAIS VEGETAIS BASEADO NA UTILIZAÇÃO DE RADIAÇÃO E LE C TROMAGNÉ TI CA" Âmbito do invenção A presente invenção diz respeito a um método de inspecção não destrutivo e não invasivo de materiais vegetais baseado na utilização de radiação electromagnética que compreende os passos de inspecção e classificação de material vegetal, de preferência rolhas de cortiça. Esta classificação é feita em categorias distintas de uma mesma propriedade tais como a permeabilidade prevista a gases, presença de defeitos ou densidades distintas. Estes parâmetros são obtidos por processamento de sinal recolhido a partir de uma técnica não invasiva e não destrutiva como o Raio-X, do qual origina um modelo matemático aplicado à categorização pretendida. 0 modelo matemático é calibrado através do processamento de dados da propriedade a inspeccionar sobre amostras conhecidas. 0 referido modelo matemático é construído sobre um grupo de amostras previamente seleccionado, a partir das seguintes variáveis: uma matriz que contém o valor do parâmetro a calibrar - obtido por métodos clássicos ou normalizados — e uma outra matriz contém o sinal obtido a partir da imagem de R-X. 0 modelo matemático é posteriormente usado para efeitos da referida categorização mediante o sinal recolhido pelo sensor na inspecção de novas amostras no processo produtivo, sendo então calculado o valor previsto do parâmetro pretendido. A categorização pode ser feita segundo perspectivas como: (i) rejeição de grupos que não cumpram o parâmetro pretendido mediante inspecção e processamento segundo o modelo adoptado (ii) aceitação de um grupo que corresponda aos critérios estabelecidos no modelo adoptado (iii) categorização em grupos de propriedade(s) estimada(s)METHOD OF NON-DESTRUCTIVE AND NON-EVASIVE INSPECTION OF VEGETABLE MATERIALS BASED ON THE USE OF RADIATION AND LE C TROMAGNÉ TI CA " The present invention relates to a method of non-destructive and non-invasive inspection of plant materials based on the use of electromagnetic radiation comprising the steps of inspecting and classifying plant material, preferably cork stoppers. This classification is made in different categories of the same property such as the predicted permeability to gases, presence of defects or different densities. These parameters are obtained by signal processing collected from a non-invasive and non-destructive technique such as X-ray, from which a mathematical model is applied to the intended categorization. The mathematical model is calibrated by processing property data to be inspected on known samples. Said mathematical model is constructed on a previously selected set of samples, from the following variables: a matrix containing the value of the parameter to be calibrated - obtained by classical or standardized methods - and another matrix contains the signal obtained from the image of RX. The mathematical model is then used for the purpose of said categorization by the signal collected by the sensor in the inspection of new samples in the production process, and then the expected value of the desired parameter is calculated. The categorization can be done according to perspectives such as: (i) rejection of groups that do not meet the desired parameter through inspection and processing according to the adopted model (ii) acceptance of a group that meets the criteria established in the adopted model (iii) categorization in groups of estimated property (s)

Antecedentes do invenção 0 processamento da cortiça e das rolhas passa por selecção continua e criteriosa da qualidade visual, mas esta baseia-se essencialmente pela apreciação superficial por inspecção visual ou por meios fotográficos, ficando por esclarecer a presença de eventuais defeitos estruturais internos. Este facto impossibilita a eliminação total de rolhas que não cumpram a sua função vedante (a líquidos e a gases) . 3BACKGROUND OF THE INVENTION The processing of cork and stoppers goes through continuous and judicious selection of visual quality, but this is essentially based on superficial appreciation by visual inspection or photographic means, and any internal structural defects remain to be clarified. This eliminates the total elimination of stoppers that do not fulfill their sealing function (liquids and gases). 3

Por outro lado, apesar da indústria da cortiça ter desenvolvido procedimentos preventivos e curativos a fim de minorar a transferência de compostos com impacto sensorial, nomeadamente resíduos de cloroanisois, não tem havido actividade tecnico-científica no sentido de melhorar ou classificar a performance em termos de comportamento à transferência de gases, por exemplo ao oxigénio. A literatura científica refere-se com frequência às divergências entre rolhas de cortiça entre si e sua comparação com sistemas alternativos (Crochiere, 2007/ Kwiatkowski, 2007; Tran, 2007; Waters, 2007), mas não tem sido dedicada atenção a eventuais práticas de segregação ou manipulação do comportamento à transferência de gases, em particular no caso das rolhas de cortiça.On the other hand, although the cork industry has developed preventive and curative procedures in order to reduce the transfer of compounds with a sensory impact, namely chloroanisois residues, there has been no technical-scientific activity to improve or classify performance in terms of to the transfer of gases, for example to oxygen. The scientific literature often refers to the differences between cork stoppers and their comparison with alternative systems (Crochiere, 2007 / Kwiatkowski, 2007; Tran, 2007; Waters, 2007), but no attention has been paid to possible segregation or manipulation of the behavior to gas transfer, in particular in the case of cork stoppers.

Os resultados disponíveis da investigação mais recente aplicada à obturação de garrafas de vinho, debruçam-se essencialmente sobre os seguintes aspectos: 1. o desenvolvimento de métodos de medição de permeabilidade ao oxigénio 2. o estudo comparativo de diversos sistemas de obturação de garrafas de vinho 3. a contribuição do sistema de obturação para a gestão do oxigénio na cave, nomeadamente como ferramenta de previsão do shelflife do vinho no mercadoThe results of the most recent research on the filling of wine bottles are mainly focused on the following aspects: 1. the development of methods for measuring oxygen permeability 2. the comparative study of various wine bottle filling systems 3. The contribution of the obturation system to the management of oxygen in the basement, namely as a wine shelflife forecasting tool on the market

Contudo, não é do conhecimento dos requerentes quaisquer aplicações práticas das investigações realizadas no sentido de melhorar o desempenho de rolhas de cortiça.However, the applicants are not aware of any practical applications of the investigations carried out in order to improve the performance of cork stoppers.

Por outro lado, ao nível dos métodos de medição de permeabilidade desenvolvidos, desconhecem-se aplicações não destrutivas e não invasivas, que, acima de tudo, demonstrem resultar numa ferramenta de segregação de rolhas, com base na sua permeabilidade, antes da sua própria utilização.On the other hand, in terms of the permeability measuring methods developed, non-destructive and non-invasive applications are not known, which, above all, are shown to result in a cork segregation tool, based on its permeability, prior to its own use .

No que toca a interpretação dos fenómenos de difusão e permeação de gases, dadas as caracteristicas da cortiça, não é viável a aplicação dos princípios da dinâmica de fluídos convencional onde parâmetros como densidade, pressão, temperatura e velocidade das partículas estão bem definidas num determinado ponto.With regard to the interpretation of gas diffusion and permeation phenomena, given the characteristics of cork, it is not feasible to apply the principles of conventional fluid dynamics where parameters such as density, pressure, temperature and particle velocity are well defined at a given point .

Dada a estrutura porosa, o regime de transporte do oxigénio é fundamentalmente condicionado pela trajectória livre média1 do meio, sendo o uso da mecânica estatística recomendável. É neste âmbito que se enquadra a novidade e a pertinência da presente invenção: 1. constituição de base de dados que permita classificar a rolha de cortiça em função das suas caracteristicas estruturais e funcionais 2. permitir a identificação de rolhas que não 1Given the porous structure, the oxygen transport regime is fundamentally conditioned by the mean free trajectory of the medium, and the use of statistical mechanics is recommended. It is within this scope that the novelty and relevance of the present invention is framed: 1. a database to classify the cork stopper in function of its structural and functional characteristics; 2. enable the identification of stoppers other than 1

Distância média percorrida por uma partícula (fotão, átomo ou molécula) entre impactos sucessivos (in European Nuclear Socíety) permitirão uma vedação eficaz, nomeadamente a ocorrência de defeitos estruturais; 3. permitir a classificação de rolhas com permeabilidades ao oxigénio distintas; 4. desenvolver uma metodologia de classificação que permita separá-las de forma a colocar no mercado lotes com previsibilidade funcional.Average distance traveled by a particle (photon, atom or molecule) between successive impacts (in European Nuclear Socíety) will allow an effective seal, namely the occurrence of structural defects; 3. allow the classification of stoppers with different oxygen permeabilities; 4. develop a classification methodology that allows them to be separated in order to place on the market lots with functional predictability.

Descrição do invençãoDescription of the invention

Enquadramento da rolha de cortiça e sua função A cortiça com aplicação industrial consiste numa matéria de origem vegetal constituídas por células formadas pelo felongénio traumático que cobre o tronco do sobreiro (espécie Quercus suber). Após a sua formação essas células possuem paredes / membranas e citoplasma, mas após a morte celular os resíduos de citoplasma depositam-se na face interior da parede celular, sendo readsorvidos ou incorporados na parede secundária (Amaral Fortes, 2004).Cork cork framework and its function Cork with industrial application consists of a material of plant origin consisting of cells formed by the traumatic felongenus that covers the cork oak (Quercus suber). After their formation, these cells have walls / membranes and cytoplasm, but after cell death the cytoplasmic residues deposit on the inner side of the cell wall, being readsorbed or incorporated into the secondary wall (Amaral Fortes, 2004).

Dado o elevado número de variáveis e de parâmetros (factores inerentes ao clima, à formação celular intra e interanual e ainda relacionados com a genética da árvore) em jogo característicos de um produto natural heterogeneo, a previsibilidade do comportamento e desempenho da rolha de cortiça torna-se impossível, sem recurso a ferramentas que capturem de forma holística (portanto integrada) o máximo da heterogeneidade / complexidade, de forma não destrutiva, para posterior classificação. A actividade de normalização da matéria prima, não constitui, portanto, uma opção para o sector. No entanto, a crescente exigência dos utilizadores / consumidores de rolhas, procurando um produto fiável e previsível, leva a ponderar muito seriamente o desenvolvimento de técnicas que permitam a separação dos indivíduos (rolhas) produzidos, segundo a previsão do seu comportamento, em relação a parâmetros tais como permeabilidade a gases, presença de defeitos (nomeadamente os que não são visíveis à superfície) ou densidade. Só desta forma será possível acompanhar a concorrência com vedantes sintéticos alternativos, cuja natureza tecnológica é consideravelmente mais fácil de controlar.Given the high number of variables and parameters (factors inherent to climate, cell formation intra and interannual and still related to tree genetics) in game characteristic of a natural heterogeneous product, the predictability of cork stopper behavior and performance makes it is impossible, without using tools that holistically (and thus integrated) capture the maximum of heterogeneity / complexity, in a non-destructive way, for later classification. The activity of standardization of raw materials is therefore not an option for the sector. However, the increasing demand of users / consumers of cork stoppers, looking for a reliable and predictable product, leads to a very serious consideration of the development of techniques that allow the separation of individuals (corks) produced, according to the prediction of their behavior, in relation to parameters such as gas permeability, presence of defects (particularly those that are not visible to the surface) or density. Only in this way will it be possible to monitor the competition with alternative synthetic gaskets, whose technological nature is considerably easier to control.

Enquadramento do sector rolheiroFraming of the roll sector

Tradicionalmente a cortiça tem sido utilizada em forma de rolha como vedante de garrafas de bebidas, sendo o seu uso na preservação de vinhos a sua aplicação mais importante. A rolha de cortiça natural possui propriedades físicas únicas, como elasticidade, hidrofobicidade e impermeabilidade a gases e líquidos, que nenhum outro produto, natural ou artificial conseguiu até hoje igualar. Estas propriedades para além de uma vedação eficiente, 7 garantem uma adequada maturação ou envelhecimento do vinho e dai a sua frequente utilização em vinhos de alta qualidade que são armazenados por longos períodos de tempo (Fischer, 1997; Insa, 2006).Traditionally cork has been used in the form of cork as a seal for beverage bottles, and its use in wine preservation is its most important application. The natural cork stopper has unique physical properties, such as elasticity, hydrophobicity and impermeability to gases and liquids, that no other product, natural or artificial, has ever been able to match. These properties, in addition to an efficient seal, 7 ensure an adequate maturation or aging of the wine and hence its frequent use in high quality wines that are stored for long periods of time (Fischer, 1997; Insa, 2006).

Esta aplicação tem contudo vindo a ser ameaçada devido ao aparecimento de alternativas credíveis a este sistema de obturação de garrafas de vinho. Os referidos sistemas alternativos têm-se posicionado em relação à rolha de cortiça como dando garantias de consistência sensorial e funcional, nomeadamente no que toca à transferência de compostos que podem alterar as características organolépticas daquele, bem assim como regularidade e previsibilidade de transferências gasosas entre o exterior da garrafa e o produto nela contido.This application has however been threatened due to the appearance of credible alternatives to this bottle filling system. Said alternative systems have been positioned in relation to the cork stopper as giving guarantees of sensorial and functional consistency, in particular as regards the transfer of compounds that can alter the organoleptic characteristics of that, as well as regularity and predictability of gaseous transfers between the of the bottle and the product contained therein.

Desta forma, pode considerar-se que à aparente inconsistência do produto de cortiça se associam prejuízos consideráveis na indústria de vinhos. Por outro lado, a inexistência de resposta técnica adequada, tem permitido que os mesmos sistemas de obturação alternativos conquistem mercado, em prejuízo do vedante de cortiça apesar das inúmeras vantagens técnicas, ecológicas e sociais deste. A funcionalidade pretendida para vedantes de garrafas de vinho passa pela sua capacidade vedante e pela sua inocuidade e neutralidade sensorial.In this way, it can be considered that the apparent inconsistency of the cork product is associated with considerable losses in the wine industry. On the other hand, the lack of an adequate technical response has allowed the same alternative shutter systems to conquer the market, to the detriment of the cork seal despite the innumerable technical, ecological and social advantages of this one. The desired functionality for wine bottle seals is through its sealing ability and its innocuousness and sensory neutrality.

No caso da produção de rolhas de cortiça, parte- se de um produto de origem vegetal cujas caracteristicas se relacionam com uma rede de factores biológicos, genéticos e edafo-climáticos. A transformação industrial procura do seu lado, obter um produto de qualidade constante, adoptando práticas produtivas que superem a variabilidade anteriormente referida e permitam fornecer um produto de caracteristicas previsíveis no que se refere à sua capacidade de preservação da qualidade do vinho em garrafa. Deve portanto ter-se em mente que, tratando-se de um produto natural, o domínio dos aspectos técnicos atinge o seu limite quando há que aceitar a heterogeneidade do próprio material, sem prejuízo da funcionalidade geral pretendida, por inexistência de recursos tecnológicos mais potentes. A introdução da tecnologia descrita nesta invenção, com base em informação contida na cortiça e actualmente inacessível, permite uma gestão da produção de rolhas de cortiça baseada em parâmetros objectivos. A informação recolhida permite: • elaborar previsões sobre o comportamento funcional da rolha em garrafa em parâmetros como a permeabilidade, presença de defeitos e densidade • diminuir a heterogeneidade num dado lote, mediante separação de elementos de caracteristicas distintas nos parâmetros referidos • melhorar as garantias funcionais perante os clientes • valorizar comercialmente o produto.In the case of the production of cork stoppers, it is based on a product of plant origin whose characteristics relate to a network of biological, genetic and soil-climatic factors. Industrial processing seeks on its side to obtain a product of constant quality, adopting productive practices that surpass the aforementioned variability and allow to provide a product with predictable characteristics as regards its capacity to preserve the quality of wine in bottles. It must therefore be borne in mind that, in the case of a natural product, the mastery of the technical aspects reaches its limit when it is necessary to accept the heterogeneity of the material itself, without prejudice to the general functionality sought, due to the lack of more powerful technological resources . The introduction of the technology described in this invention, based on information contained in cork and currently inaccessible, allows management of the production of cork stoppers based on objective parameters. The information gathered allows us to: • prepare predictions about the functional behavior of the bottle stopper in parameters such as permeability, presence of defects and density • reduce heterogeneity in a given batch by separating elements of different characteristics in the mentioned parameters • improve functional guarantees • to value the product commercially.

Relevância na funcionalidade do vedante de cortiçaRelevance in the functionality of the cork sealant

Uma das funções ainda não controladas dos vedantes de cortiça é a sua permeabilidade a gases, nomeadamente ao oxigénio, e em especial na perspectiva da sua utilização em garrafa de vidro. 0 oxigénio tem um papel primordial no tempo de vida do produto (vinho), logo o controlo deste na embalagem determina a longevidade do produto no mercado, sendo um factor critico para o sector vinícola. Com efeito, a "degradação oxidativa" dos vinhos conduz rapidamente a uma perda acentuada das qualidades sensoriais do vinho. Este fenómeno traduz-se, do ponto de vista aromático, por uma perda de aromas característicos dos vinhos novos tais como o "floral" e "frutado" e, paralelamente, pelo aparecimento de notas aromáticas próprias de vinhos mais velhos e/ou aromas atípicos associados à deterioração do produto. Do ponto de vista cromático há desenvolvimento de cor acastanhada chamado "browning não enzimático". Diferentes trabalhos sublinham, no entanto, que a deterioração aromática precede a cromática (WIDENRADT e SINGLETON 1974; and FERREIRA, et al, 1997). 0 tempo de vida ou prazo de validade (shelf life) do produto engarrafado será condicionado pela combinação entre a resistência do vinho à oxidação (relacionada com a composição do vinho em determinadas substâncias, em particular os compostos fenólicos, e com o pH ao qual ele é - 10 - armazenado [WIDENRADT e SINGLETON, (1974), SINGLETON e KRAMLING (1976), e SINLGETON, (1987)]) e a quantidade óptima de oxigénio que ingressa através do vedante. O sector rolheiro, contudo, não foi ainda capaz de acompanhar esta necessidade, dando lugar ao crescimento do mercado de alternativos tecnológicos (sintéticos) para a vedação de garrafas de vinho.One of the uncontrolled functions of cork sealants is their permeability to gases, especially to oxygen, and in particular from the perspective of their use in glass bottles. Oxygen plays a key role in the life of the product (wine), so its control on the packaging determines the longevity of the product on the market and is a critical factor for the wine sector. Indeed, " oxidative degradation " of wines quickly leads to a marked loss of sensory qualities of wine. This phenomenon translates, from the aromatic point of view, into a loss of characteristic aromas of new wines such as " floral " and " fruity " and, in parallel, by the appearance of own aromatic notes of older wines and / or atypical aromas associated with the deterioration of the product. From the chromatic point of view there is brownish color development called " non-enzymatic browning ". A number of studies point out, however, that aromatic deterioration precedes chromatic (WIDENRADT and SINGLETON 1974; and FERREIRA, et al, 1997). The shelf life of the bottled product will be conditioned by the combination of the resistance of the wine to oxidation (related to the composition of the wine in certain substances, in particular the phenolic compounds, and the pH at which it (1974), SINGLETON and KRAMLING (1976), and SINLGETON, (1987)) and the optimal amount of oxygen entering through the seal. However, the roll sector has not yet been able to keep up with this need, giving rise to the market growth of technological (synthetic) alternatives for the sealing of wine bottles.

Esta invenção procura contribuir para a classificação de rolhas de cortiça por exemplo segundo a sua permeabilidade ao oxigénio, presença de defeitos e/ou densidade. Por outro lado pode ainda contribuir para melhoria significativa nos métodos de controlo da qualidade aplicados no sector rolheiro.This invention seeks to contribute to the classification of cork stoppers for example according to their permeability to oxygen, presence of defects and / or density. On the other hand it can also contribute to a significant improvement in the quality control methods applied in the roll sector.

Inspecção industrialIndustrial Inspection

As aplicações de diversas regiões electro-magnéticas, começando no visível, têm-se desenvolvido desde o século XIX para os mais diversos fins técnico-científicos. Estas técnicas são de grande utilidade por permitirem a 'leitura' de objectos com detalhes visualmente imperceptíveis com recurso a técnicas não destrutivas e não invasivas do material em análise. O princípio destas aplicações baseia-se no facto da energia electromagnética, de natureza ondulatória, sofrer interferência, polarização, refracção, difracção, - 11 - reflexão, entre outros efeitos, ao atravessar um objecto.The applications of various electromagnetic regions, beginning in the visible, have developed since the nineteenth century for the most diverse technical-scientific purposes. These techniques are very useful in allowing the reading of objects with visually imperceptible details using non-destructive and non-invasive techniques of the material being analyzed. The principle of these applications is based on the fact that the electromagnetic energy, of an undulatory nature, undergoes interference, polarization, refraction, diffraction, reflection, among other effects, when crossing an object.

Ho j e em dia são diversas as aplicações dos métodos não invasivos e não destrutivos baseados na utilização de radiação electromagnética, com forte incidência no domínio da medicina, e em variados fins científicos e de investigação, estando também desenvolvidas algumas aplicações industriais. A possibilidade de obter informação por via não e não destrutiva é uma preocupação actual que se traduz no forte desenvolvimento de process analytical technology (PAT), para os mais diversos domínios que exijam níveis de segurança, garantia e controlo elevados, por exemplo na indústria farmacêutica.There are many applications of non-invasive and non-destructive methods based on the use of electromagnetic radiation, with a high incidence in medicine and for a variety of scientific and research purposes, and some industrial applications are also being developed. The possibility of obtaining non-destructive and non-destructive information is a current concern, which translates into the strong development of process analytical technology (PAT) for a wide range of areas requiring high levels of safety, security and control, for example in the pharmaceutical industry .

Apesar de disponíveis inúmeras opções analíticas (como por exemplo RMN, ultrassons,...) as limitações da sua aplicação ao nível funcional; i.e. no binómio amostra -detector; e ao nível financeiro; i.e. investimento e custos de funcionamento; levam a que as aplicações industriais se apoiem sobretudo na utilização de métodos de detecção menos dispendiosos tais como espectroscopia de infra vermelho e/ou raio X. A presente patente baseia-se preferencialmente no uso desta última radiação, porque apresenta a aplicabilidade desejada, tal como demonstra o seu uso em densitometria além domínio actual da tecnologia e conhecimento maduro da tecnologia. - 12 - A estratégia descrita na aquisição e processamento do sinal podem contudo ser usados com outras técnicas de aquisição de sinal.Although there are many analytical options available (eg NMR, ultrasound, ...) the limitations of its application at the functional level; i.e. in sample-detector array; and financially; i.e. investment and running costs; lead to industrial applications to rely more on the use of less expensive detection methods such as infra red and / or X-ray spectroscopy. The present patent is preferably based on the use of the latter radiation because it has the desired applicability, such as demonstrates its use in densitometry beyond the current field of technology and mature technology knowledge. The strategy described in the acquisition and processing of the signal may however be used with other signal acquisition techniques.

Os raios X são emissões electromagnéticas cujo comprimento de onda varia entre 5e-3 a 1 nm sendo a energia dos fotões da ordem das dezenas ou centenas de keV. Esta energia electromagnética é gerada pela transição de electrões nos átomos, ou da desaceleração de partículas carregadas.X-rays are electromagnetic emissions whose wavelength ranges from 5e-3 to 1nm, the energy of the photons being in the tens or hundreds of keV. This electromagnetic energy is generated by the transition of electrons in the atoms, or the deceleration of charged particles.

Como toda energia electromagnética de natureza ondulatória, os raios X sofrem interferência, polarização, refracção, difracção, reflexão. A interferência é usada na medicina para obter imagens cuja informação quando contextualizada num plano anatómico permite a detecção de anomalias. Este princípio da detecção de padrões na estrutura interna de um tecido não está restrito a área clínica sendo usado de forma generalizada em diferentes objectos de origem biológica ou não. Com efeito a densidade do material pode determinada através da relação entre a de radiação que emitida e a que é absorvida, um exemplo é a densitometria óssea na medicina.Like all electromagnetic energy of wave nature, the X-rays undergo interference, polarization, refraction, diffraction, reflection. Interference is used in medicine to obtain images whose information when contextualized in an anatomical plane allows the detection of anomalies. This principle of pattern detection in the internal structure of a tissue is not restricted to the clinical area being used generically in different objects of biological origin or not. Indeed the density of the material can be determined by the ratio of the radiation emitted to the absorbed radiation, an example being bone densitometry in medicine.

Os aspectos mais relevantes desta análise são as suas características não destrutivas e não invasivas viabilizando um estudo estrutural de alta resolução que pode chegar ao nível molecular, exemplo estrutura proteica por RX de difracção molecular. - 13 - A complexidade intrínseca aos sistemas biológicos traduz-se numa total heterogeneidade no fenótipo i.e. forma e função de diferentes tecidos, como é o caso do tecido vegetal cortiça. Desta forma a sua utilização para fins industriais, que normalmente implica uma classificação de elevada resolução ao nível de especificações de propriedades físico-químicas torna-se altamente difícil e susceptível ao erro. Assim a obtenção destas informações de modo não invasivo e não destrutivo é condição indispensável para classificação rigorosa do objecto. A radiação RX pelas características acima mencionadas justificam a sua selecção como metodologia de análise e inspecção do material biológico. Com efeito as imagens adquiridas por este processo contem informação estrutural suficiente para classificação robusta do material.The most relevant aspects of this analysis are its non-destructive and non-invasive characteristics, enabling a high resolution structural study that can reach the molecular level, for example, molecular structure of RX. The complexity inherent in biological systems translates into a complete heterogeneity in the phenotype i.e. form and function of different tissues, as is the case of cork plant tissue. In this way its use for industrial purposes, which normally implies a high resolution classification at the level of specifications of physico-chemical properties, becomes highly difficult and susceptible to error. Thus obtaining this information in a non-invasive and non-destructive manner is an indispensable condition for strict classification of the object. The RX radiation for the aforementioned characteristics justify its selection as a methodology for the analysis and inspection of the biological material. In fact the images acquired by this process contain sufficient structural information for robust classification of the material.

Os padrões visíveis na imagem 2D com os respectivos gradientes de cinzentos traduzem a diferenças de densidade do material vegetal. Zonas mas escuras correspondem a menor resistência inversamente zonas mais claras maior resistência à radiação.The patterns visible in the 2D image with their gray gradients translate to differences in the density of the plant material. Darker areas correspond to lower resistance inversely brighter areas greater resistance to radiation.

Esta imagem é assim a projecção do objecto 3D num espaço 2D correspondente à "impressão digital da respectiva resistência a transferência de radiação. 0 desenvolvimento de equipamento adequado - 14 - permitiria um controlo "em-linha" rolha a rolha, a semelhante ao que é efectuado hoje na triagem do aspecto visual, por processamento de imagem, permitindo desta maneira a segmentação por subcategorias de fluxo de cada rolha natural. Processamento matemático de sinal. A presente invenção descreve também a adopção de métodos matemáticos muiti-variados para processamento de sinal obtido por um exame espectrométrico não destrutivo e não invasivo, com vista à construção de algoritmos que permitem: 1. a detecção de objectos / rolhas para análise; 2. o reconhecimento de um padrão (pattern recognition) relacionado com uma dada caracteristica a classificar; 3. a classificação dos mesmos objectos segundo critérios estabelecidos.This image is thus the projection of the 3D object into a 2D space corresponding to the " fingerprint of the respective radiation transfer resistance. The development of suitable equipment would allow on-line control " cork to cork stopper, similar to what is done today in screening the visual aspect, by image processing, thus allowing segmentation by flow subcategories of each natural cork. Mathematical signal processing. The present invention also describes the adoption of multivariate mathematical methods for signal processing obtained by a non-destructive and non-invasive spectrometric examination, with a view to the construction of algorithms that allow: 1. the detection of objects / stoppers for analysis; 2. recognition of a pattern recognition related to a given characteristic to be classified; 3. the classification of the same objects according to established criteria.

Um dos desafios da presente invenção situa-se ao nível do processamento matemático permitindo a decomposição de sinal para a extracção de variáveis relevantes para a determinação de caracteristicas das rolhas de cortiça com impacto no seu desempenho em garrafa, como por exemplo a permeabilidade, a presença de defeitos e/ou densidade, a partir de um conjunto de dados (data set) contido num sinal complexo obtido por um método não invasivo e não destrutivo como, por exemplo, a análise por Raio-X.One of the challenges of the present invention lies at the level of mathematical processing allowing the decomposition of signal for the extraction of variables relevant for the determination of characteristics of cork stoppers impacting on their performance in the bottle, such as permeability, presence of defects and / or density, from a data set contained in a complex signal obtained by a non-invasive and non-destructive method such as, for example, X-ray analysis.

Inspecção industrialIndustrial Inspection

Tem-se assistido ao desenvolvimento de novas - 15 - técnicas de medição que podem ser aplicadas directamente sobre amostras, on-line, em particular em situações que requerem elevados padrões de sequrança, controlo e qarantia dos produtos a colocar no mercado, como é o caso dos ligados à indústria farmacêutica. 0 desenvolvimento conjunto de novas técnicas matemáticas para análise de sinais em frequência permite a utilização da espectroscopia para a monitorização simultânea de uma elevada gama de materiais a partir de um único espectro. A estrutura - micro e macro - determina o comportamento físico de qualquer material, nomeadamente propriedades mecânicas, anomalias estruturais ou de transferência / resistência à transferência de massa. A densidade de um material é uma projecção da sua estrutura.The development of new measurement techniques that can be applied directly on samples, online, in particular in situations that require high standards of sequencing, control and qarantia of the products to be placed on the market, such as case of those linked to the pharmaceutical industry. The joint development of new mathematical techniques for analysis of frequency signals allows the use of spectroscopy for the simultaneous monitoring of a high range of materials from a single spectrum. The structure - micro and macro - determines the physical behavior of any material, namely mechanical properties, structural anomalies or transfer / resistance to mass transfer. The density of a material is a projection of its structure.

As técnicas que permitam a análise da estrutura constituem portanto uma fonte de informação indispensável à decisão e análise da estrutura de objectos. 0 detector estrutural de eleição é o Raios-X, com aplicações na análise de macro e de micro estrutura em complemento de análises visuais, incluindo, na medicina, a estrutura óssea ou de outros tecidos, ou na engenharia a inspecção de edifícios e estruturas. Nestas aplicações, a - 16 - densidade dos materiais analisados é o factor observado que permite em simultâneo: • a identificação de anomalias • a caracterização estrutural • a interpretação da microestruturaThe techniques that allow the analysis of the structure are therefore a source of information indispensable to the decision and analysis of the structure of objects. The structural detector of choice is the X-ray, with applications in macro analysis and microstructure in addition to visual analyzes, including, in medicine, bone structure or other tissues, or in engineering the inspection of buildings and structures. In these applications, the density of the analyzed materials is the observed factor allowing simultaneously: • the identification of anomalies • the structural characterization • the interpretation of the microstructure

Desconhecem-se soluções industriais aplicáveis ao sector rolheiro com o objectivo de classificar e separar rolhas segundo as suas caracteristicas visuais ou estruturais, à excepção dos métodos que se baseiam na utilização de câmaras para fotografar a superfície das mesmas, sendo as imagens processadas para efeitos de sua separação.Industrial solutions applicable to the roll sector are not known for the purpose of classifying and separating stoppers according to their visual or structural characteristics, with the exception of methods based on the use of cameras to photograph the surface thereof, and the images processed for the purpose of their separation.

Os referidos sistemas industriais, vulgarmente designados por escolha electrónica de rolhas de cortiça, são fornecidos por diversos fabricantes, com ligeiras diferenças entre os produtos disponíveis, sobretudo assentes no número e posicionamento das câmaras de inspecção e no software desenvolvido para facilitar a comunicação homem-máquina.Said industrial systems, commonly referred to as the electronic choice of cork stoppers, are supplied by several manufacturers, with slight differences between the available products, mainly based on the number and positioning of the inspection chambers and software developed to facilitate human-machine communication .

Nesses equipamentos, procede-se à separação das rolhas do mesmo lote segundo o seu aspecto exterior e macroporosidade, não sendo no entanto totalmente abandonada a inspecção visual executada por operadores treinados. Além disso, estes equipamentos são apenas parcialmente eficazes na eliminação de defeitos estruturais que comprometam o desempenho da rolha. - 17 -In these equipments, the corks are separated from the same batch according to their external appearance and macroporosity, but the visual inspection performed by trained operators is not totally abandoned. In addition, these devices are only partially effective in eliminating structural defects that compromise cork performance. - 17 -

Na presente invenção, procura-se a industrialização preferencial da técnica de análise por raios-X como forma de prever, após processamento de sinal, 1. a existência de defeitos estruturais que comprometam a função vedante da rolha 2. o comportamento à transferência de massa e em particular à permeabilidade ao oxigénio. 0 facto da imagem radiográfica ter uma boa correlação com a trajectória livre média da estrutura, explica, em parte o estabelecimento do regime de transporte do oxigénio.In the present invention, the preferred industrialization of the X-ray analysis technique is sought in order to predict, after signal processing, 1. the existence of structural defects that compromise the seal function of the stopper 2. the behavior to mass transfer and in particular to oxygen permeability. The fact that the radiographic image has a good correlation with the average free trajectory of the structure partly explains the establishment of the oxygen transport regime.

Processamento matemático de sinal 0 recurso a métodos de aquisição de sinal não invasivos e não destrutivos, como os baseados no comportamento da energia electromagnética, conduz à obtenção de grande quantidade de dados de entrada. Em geral esta base de dados é demasiado pesada para a elaboração de um algoritmo de aplicação prática e contém uma grande quantidade de informação redundante que não contribui para o conhecimento do produto ou do processo em análise.Mathematical signal processing The use of non-invasive and non-destructive signal acquisition methods, such as those based on the behavior of electromagnetic energy, leads to a large amount of input data. In general this database is too heavy for the elaboration of a practical application algorithm and contains a large amount of redundant information that does not contribute to the knowledge of the product or the process under analysis.

Para compensar essa dificuldade adopta-se a manipulação matemática por forma a representar a informação segundo vectores (features) , num formato reduzido / projectado. Quando a extracção da informação é realizada segundo vectores criteriosamente seleccionados, obtêm-se os dados relevantes para a realização da tarefa analítica - 18 - pretendida, usando os inputs estritamente necessários e não a totalidade da matriz de informação original, demasiado complexa.To compensate for this difficulty, we adopt mathematical manipulation to represent the information according to the features in a reduced / projected format. When extracting the information is performed according to carefully selected vectors, the data relevant to performing the desired analytical task are obtained, using the strictly necessary inputs and not the entire original information matrix, which is too complex.

Ou seja, genericamente, os métodos matemáticos existentes para o processamento dos espectros baseiam-se na factorização dos espectros num novo sistema de bases (geralmente um sub-espaço) de forma a obter uma representação com maior interpretabilidade e extrair as partes do espectro com maior informação sistémica relevante.That is, generically, the existing mathematical methods for the processing of spectra are based on the factorization of the spectra in a new base system (usually a sub-space) in order to obtain a representation with greater interpretability and to extract the parts of the spectrum with greater relevant systemic information.

Esta classe de métodos matemáticos encontra-se descrita em grande detalhe na literatura da especialidade sob o tópico da quimiometria { 'chemiometrics'). As aplicações bem sucedidas destes métodos para a análise da informação química e para a obtenção de modelos quantitativos para a calibração de espécies químicas com base na espectroscopia encontram-se bem suportadas cientificamente (algumas citações). A extracção de padrões (feature extraction) constitui portanto uma metodologia de selecção de vectores que permitem na prática analisar um dado problema com uma exactidão interessante. 0 recurso a técnicas que permitem aproximar os padrões vectoriais seleccionados à base de dados original é essencial. Tais técnicas permitem evitar informação redundante e: 1. simplificar os dados a processar; - 19 - 2. reduzir as dimensões a processar - adoptando variáveis latentes; 3. sistematizar a informação recolhida pelos espectros.This class of mathematical methods is described in great detail in the literature of the art under the topic of chemometrics ('chemiometrics'). The successful applications of these methods for analyzing chemical information and for obtaining quantitative models for the calibration of chemical species based on spectroscopy are well supported scientifically (some citations). Pattern extraction is therefore a methodology for selecting vectors that allow in practice to analyze a given problem with interesting accuracy. The use of techniques that allow the approximation of the selected vector patterns to the original database is essential. Such techniques allow to avoid redundant information and: 1. simplify the data to be processed; - 19 - 2. reduce the dimensions to be processed - by adopting latent variables; 3. systematize the information collected by the spectra.

Esta invenção descreve a aplicação de técnicas de decomposição de sinal, supervisionadas ou não, respectiva-mente e como exemplo PLS (Partial least squares) e PCA (Principal components analysis), como técnicas de análise multivariada sobre a imagem registada por uma metodologia não invasiva e não destrutiva, por exemplo Raio-X. Desta forma é possível reduzir significativamente o número de atributos a analisar.This invention describes the application of signal decomposition techniques, supervised or not, respectively and as an example PLS (Partial least squares) and PCA (Principal components analysis), as techniques of multivariate analysis on the image recorded by a non-invasive methodology and non-destructive, for example X-ray. In this way it is possible to significantly reduce the number of attributes to be analyzed.

Do sinal complexo obtido a partir de análise espectroscópica não invasiva e não destrutiva é extraído o sinal estritamente necessário para a classificação: com aplicação de SVD (Singular Value Decomposition) consegue-se destacar o sinal relevante, ainda que pequeno, do ruído original. A selecção do processo apropriado de pré-processamento é crucial para o resultado final. Uma outra vertente essencial ao desenvolvimento da presente patente prende-se com a necessidade de identificar padrões de comportamento relacionáveis com a variável a quantificar.From the complex signal obtained from non-invasive and non-destructive spectroscopic analysis, the signal strictly necessary for classification is extracted: with the application of SVD (Singular Value Decomposition) we can highlight the relevant signal, however small, of the original noise. Selecting the appropriate preprocessing process is crucial to the end result. Another essential aspect of the development of the present patent is the need to identify patterns of behavior related to the variable to be quantified.

Os dados assim processados fornecem informação que permite: a detecção automática de objectos - 20 - • o cálculo de regiões de interesse dos objectos analisados para posterior classificação dos mesmosThe data thus processed provides information that allows: automatic detection of objects - 20 - • calculation of regions of interest of the objects analyzed for later classification

Breve descrição dos desenhos A descrição que se segue de um modelo de realização preferido tem por base os desenhos anexos em que, sem qualquer carácter limitativo se representa: - Na figura 1, um fluxograma resumo das etapas da invenção; - Na figura 2, diagrama geral - desenvolvimento de algoritmo; - Na figura 3, um diagrama de blocos representando de um modo esquemático o equipamento para a realização do método objecto da invenção; - Na figura 4, etapas na detecção dos objectos a - imagem original; b - redução do ruido, subtracção do fundo e normalização; c - binarização baseada em entropia; d - detecção de contornos; e - detecção de círculos pela transformada de Hough; e f - posição e região de interesse dos objectos; - Na figura 5, uma imagem RX obtida após digitalização do sinal capturado no detector; - Na figura 6, a curva de calibração do detector; - Na figura 7, exemplo de segmentação da imagem para regiões de alto brilho, a - imagem original, b -binarização da imagem para regiões de alto brilho; - Na figura 8, etapas na obtenção da FFT do vector crescimento, a Vector de crescimento, b - valores de - 21 - brilho, c - transformada discreta de Fourier (escala logarítmica); - Nas Figuras 8 e 9, estão representados gráficos de correlação entre FFT e o valor da permeabilidade de rolhas ao oxigénio.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The following description of a preferred embodiment is based on the accompanying drawings in which, without limitation, there is shown: - in Figure 1, a summary flowchart of the steps of the invention; - In figure 2, general diagram - algorithm development; In figure 3, a block diagram schematically representing the equipment for carrying out the method object of the invention; - In figure 4, steps in the detection of objects a - original image; b - noise reduction, subtraction of the fund and standardization; c - entropy-based binarization; d - contour detection; and - detection of circles by the Hough transform; and f - position and region of interest of the objects; In Figure 5, an RX image obtained after scanning the captured signal at the detector; In figure 6, the calibration curve of the detector; - In figure 7, image segmentation example for high brightness regions, a - original image, b - binarization of the image for regions of high brightness; In Figure 8, steps in obtaining the FFT of the growth vector, the Growth vector, b - brightness values, c - discrete Fourier transform (logarithmic scale); In Figures 8 and 9, correlation graphs between FFT and the value of the permeability of corks to oxygen are shown.

Listagem dos números de referência das figuras 2 e 3 Figura 2Listing of reference numbers of Figures 2 and 3 Figure 2

Processamento de Imagem (1)Image Processing (1)

Detector de Objectos (2)Detector of Objects (2)

Processamento de Objectos (3)Processing of Objects (3)

Previsão de parâmetro (4)Parameter prediction (4)

Classificador (5)Classifier (5)

Actualização Modelo de Previsão (6) Cálculo dos parâmetros estatísticos (7) FFT e Vector Crescimento (8)(6) Calculation of statistical parameters (7) FFT and Vector Growth (8)

Modelo de Previsão (9)Forecast Model (9)

Dataset Treino (10)Dataset Training (10)

Imagem Raio X (11)X-ray image (11)

Posição do Objecto (12)Object Position (12)

Parâmetros de Calibração Raio X/Detector (13) Classificação do Objecto (14)Calibration Parameters X-Ray / Detector (13) Object Classification (14)

Objecto para teste (15)Test object (15)

Comando paragem (16) Método de Previsão Numérica (17) Métodos Laboratoriais de Supervisão (18)(16) Numerical Prediction Method (17) Laboratory Methods of Supervision (18)

Detector de defeitos (30)Detector of defects (30)

Figura 3 - 22 -Figure 3 - 22 -

Detector digital de raio X (100)Digital X-ray Detector (100)

Rolhas (200)Stoppers (200)

Transportadas no tapete (300)Carried on the carpet (300)

Tubo emissor de RX (400)RX Emission Tube (400)

Unidade de controlo do raio-x (500)X-ray control unit (500)

Unidade de controlo I/O (600)I / O control unit (600)

Unidade de processamento (700)Processing unit (700)

Entrada/saída de informação exterior ao sistema (800) transmissão da imagem (900)External information input / output to the system (800) Image transmission (900)

Autómato programável (1000)Programmable logic controller (1000)

Selector (1100)Selector (1100)

Descrição detalhada de um modo de realização A invenção aqui descrita combina ferramentas de análise de imagem com uma solução única e inovadora de classificação de rolhas de cortiça segundo parâmetros previamente seleccionados tais como a permeabilidade a gases, a presença de defeitos ou a densidade. 0 método para a monitorização e apoio à gestão da produção de rolha de cortiça é desenvolvido segundo as etapas representadas no fluxograma apresentado nas figuras 1 e 2 e a seguir detalhados. A industrialização do processo envolve necessariamente: - 23 - 1. o algoritmo de detecção do objecto; 2. o algoritmo para detecção do vector de crescimento sobre o qual é feito o tratamento de sinal. 0 procedimento para a recolha e validação de dados pressupõe a selecção prévia de amostras que representem a população para a qual se pretende construir o modelo matemático para posterior automatização da separação: por exemplo rolhas com determinado calibre e com determinado tratamento de superfície.DETAILED DESCRIPTION OF AN EMBODIMENT The invention described herein combines image analysis tools with a unique and innovative solution for sorting cork stoppers according to previously selected parameters such as gas permeability, presence of defects or density. The method for monitoring and supporting the management of cork stopper production is developed according to the steps shown in the flowchart shown in figures 1 and 2 and detailed below. The industrialization of the process necessarily involves: 1. the object detection algorithm; 2. the algorithm for detecting the growth vector on which signal processing is performed. The procedure for collecting and validating data requires the prior selection of samples representing the population for which the mathematical model is to be built for further automation of separation: for example stoppers with a certain size and with a certain surface treatment.

Estas amostras são analisadas segundo duas perspectivas complementares gerando dois dataset (figura D ·These samples are analyzed according to two complementary perspectives generating two datasets (figure D ·

Datasetl - Análise por técnica não invasiva e não destrutiva, preferencialmente Raio-X, sob condições previamente ajustadas.Datasetl - Analysis by non-invasive and non-destructive technique, preferably X-ray, under pre-adjusted conditions.

Uma vez extraída uma imagem com a sensibilidade desejada, o sinal é matematicamente processado. A projecção da estrutura num plano (redução dimensional) leva a uma perda informativa. 0 método de Supervisão aplicado ao Modelo de Previsão atenua esta perda informativa. A aplicação de Transformada de Fourier, doravante designada por FFT, segundo o vector 'anos de crescimento' da cortiça e máximo diâmetro do objecto, permite posterior calibração com os parâmetros relevantes. - 24 -Once an image is extracted with the desired sensitivity, the signal is mathematically processed. The projection of the structure into a plane (dimensional reduction) leads to an information loss. The Supervision method applied to the Forecast Model mitigates this information loss. The application of Fourier transform, hereinafter referred to as FFT, according to the vector 'years of growth' of the cork and maximum diameter of the object, allows later calibration with the relevant parameters. - 24 -

Estão representados nas figuras 9 e 10, os gráficos de correlação entre FFT e o valor da permeabilidade de rolhas ao oxigénio.Figures 9 and 10 show the correlation graphs between FFT and the value of the permeability of corks to oxygen.

Dataset2 - Recolha dos parâmetros relevantes, por exemplo permeabilidade a gases, presença de defeitos ou densidade.Dataset2 - Collection of relevant parameters, eg gas permeability, presence of defects or density.

Conforme se pode observar pela figura 2, são os seguintes os componentes de interface.As can be seen from figure 2, the interface components are as follows.

Inputs: - Imagem Raio X (11) - Posição do Objecto (12)Inputs: - X-ray image (11) - Object position (12)

Inputs manuais: - Objecto para teste (15). Objecto a ser submetido a medição da permeabilidade por método laboratorial de supervisão) Método de Previsão Numérica (17) - Parâmetro medido por método de supervisão (18) normalizado laboratorial - Comando paragem (16)Manual inputs: - Test object (15). (17) - Parameter measured by supervisory method (18) laboratory normalized - Command stop (16)

Outputs: - Parâmetros de Calibração Raio X/Detector (13) - Classificação do Objecto (14)Outputs: - Calibration Parameters X-Ray / Detector (13) - Object Classification (14)

Estruturas de Dados - 25 -Data Structures - 25 -

Calculo dos Parâmetros Estatísticos (7)Calculation of Statistical Parameters (7)

Tipos de defeitos, valores de média, mediana, moda, desvio padrão, etc. FFT e Vector Crescimento (8)Types of defects, mean values, median, fashion, standard deviation, etc. FFT and Vector Growth (8)

Transformada Discreta de Fourier (resultado aproximado) da imagem original e do vector crescimento. 0 resultado da transformada de Fourier tem dimensão e cardinalidade igual ao original e valores complexos. Como os valores da imagem são números reais, o resultado apresenta uma simetria de valores. Deste modo, podem-se considerar k dos valores da matriz ou vector.Discrete Fourier Transform (approximate result) of the original image and the growth vector. The result of the Fourier transform has dimension and cardinality equal to the original and complex values. Because the image values are real numbers, the result has a symmetry of values. In this way, the values of the matrix or vector can be taken as k.

Dado que os processos de fabrico da rolha de cortiça não garantem um alinhamento dos fenómenos em estudo - por exemplo, os padrões de dois objectos apesar de similares podem estar desfasados - considera-se a informação de fase do sinal complexo como desprezável.Since cork stopper manufacturing processes do not ensure alignment of the phenomena under study - for example, patterns of two objects, though similar, may be out of phase - the phase information of the complex signal is considered as negligible.

Para eliminação da informação de fase e considerando cada valor da matriz ou vector na forma: a+bi a amplitude será, A= a2+b2For elimination of the phase information and considering each value of the matrix or vector in the form: a + bi the amplitude will be, A = a2 + b2

Modelo de Previsão (9) - 26 -Forecast Model (9) - 26 -

Modelo de previsão (9) numérica obtido pelo método laboratorial de supervisão. Este modelo será representado por uma função que dado um determinado vector crescimento fará a atribuição dum valor de permeabilidade.Numerical prediction model (9) obtained by the supervisory laboratory method. This model will be represented by a function that, given a given growth vector, will assign a permeability value.

Dataset Treino (10)Dataset Training (10)

Registo histórico dos vectores crescimento (obtidos pelo método industrial) e atributo classe (obtido pelo Método Laboratorial de Supervisão).Historical record of growth vectors (obtained by the industrial method) and attribute class (obtained by the Laboratory Supervision Method).

ProcessosProcesses

Processamento de Imagem (1)Image Processing (1)

Este bloco tem como função o melhoramento da qualidade da imagem proveniente do Detector de Raio X (100) Digital, a correcção de erros sistemáticos, redução de ruido, melhoramento de contraste e normalização.This block has the function of improving image quality from the Digital X-ray Detector (100), systematic error correction, noise reduction, contrast enhancement and normalization.

Detector de Objectos (2)Detector of Objects (2)

Algoritmo automático de detecção de objectos na imagem radiográfica. As posições dos objectos (12) também podem ser pré-determinadas por informação externa. Neste caso, o mecanismo de auto detecção não é executado. 0 algoritmo de detecção dos objectos na imagem/streaming do detector radiográfico segue os passos exemplificados nas figuras 4 a-f e apresenta uma estrutura de dados interna que regista as coordenadas globais de cada - 27 - objecto, assegurando que cada objecto é único. A posição de cada objecto é obtida por máximos locais no espaço acumulador gerado pela transformada de Hough.Automatic algorithm for detecting objects in the radiographic image. The positions of the objects 12 may also be predetermined by external information. In this case, the self-detection mechanism is not executed. The object detection algorithm in the image / streaming of the radiographic detector follows the steps exemplified in Figures 4a-f and has an internal data structure which records the overall coordinates of each object, ensuring that each object is unique. The position of each object is obtained by maximum localities in the accumulator space generated by the Hough transform.

Processamento de Objectos (3)Processing of Objects (3)

Obtenção de informação relevante para o processamento de cada objecto tais como: parâmetros estatísticos e cálculo da FFT.Obtaining information relevant to the processing of each object such as: statistical parameters and FFT calculation.

Detector de Defeitos (30)Defect Detector (30)

Algoritmo para detecção de anomalias estruturais no objecto.Algorithm for detection of structural anomalies in the object.

Previsão de parâmetro (4) (por ex., permeabilidade)Parameter prediction (4) (eg, permeability)

Algoritmo de previsão numérica, com supervisão tal como PLS, do parâmetro do objecto (como a permeabilidade a gases) conforme Modelo de Previsão.Numerical prediction algorithm, with supervision like PLS, of the parameter of the object (as the permeability to gases) according to Forecast Model.

Classificador (5) A classificação final de cada objecto é obtida pela ponderação dos parâmetros estatísticos e pela quantificação prevista do parâmetro a determinar (pela permeabilidade ou pela presença de defeitos ou densidade, prevista).Classifier (5) The final classification of each object is obtained by weighing the statistical parameters and by the expected quantification of the parameter to be determined (by permeability or by the presence of defects or predicted density).

Actualização Modelo de Previsão (6) - 28 - Método laboratorial de desenvolvimento e treino dum modelo de previsão numérica do parâmetro a determinar (por exemplo da permeabilidade, da presença de defeitos ou da densidade), com técnicas de Data Mining.(6) - 28 - Laboratory method of development and training of a numerical prediction model of the parameter to be determined (eg permeability, presence of defects or density), using Data Mining techniques.

EquipamentoEquipment

Conforme esquematizado no diagrama de blocos da figura 3, o equipamento necessário para levar a cabo a realização do método objecto da invenção compreende essencialmente um tubo emissor de RX (400) e um detector digital de raio X (100). Entre estes dois módulos passam as rolhas (200) transportadas no tapete (300), a imagem da qual é colectada após digitalização do sinal no detector digital de raio X (100). A transmissão da imagem (900) é enviada à unidade de controlo 1/0 (600). Posteriormente a imagem é processada e as rolhas são classificadas na unidade de processamento (700) e encaminhadas para diferentes reservatórios pelo selector (1100). Toda a entrada/saida de informação exterior ao sistema (800) é representado no diagrama pela seta. 0 accionamento do tapete de transporte (300) e do selector (1100) é realizado através do autómato programável (1000).As shown schematically in the block diagram of Figure 3, the equipment necessary to carry out the method object of the invention essentially comprises an RX-emitting tube 400 and an X-ray digital detector 100. Between these two modules pass the corks 200 carried in the carpet 300, the image of which is collected after scanning the signal in the digital X-ray detector 100. The transmission of the image 900 is sent to the control unit 1/0 (600). The image is then processed and the stoppers are sorted into the processing unit (700) and sent to different reservoirs by the selector (1100). All input / output information outside the system (800) is represented in the diagram by the arrow. The drive of the conveyor belt (300) and the selector (1100) is carried out via the programmable automaton (1000).

Descrição do MétodoMethod Description

Podemos subdividir o sistema em dois blocos de processamento autónomos e concorrentes. 0 processo industrial de inspecção e classificação, e o processo - 29 - laboratorial. 0 processo de classificação corresponde aos passos (1) a (5) (figura 2) e pretende ter uma performance de tempo real. Entende-se por tempo real, um processo que obedece a constrangimentos temporais em concordância com as constantes de tempo do processo associado. 0 processo associado será a produção industrial de rolhas de cortiça. 0 processo recebe uma imagem ou um streaming de vídeo proveniente do detector digital de raio X (100). A partir de um pré-processamento de imagem (1), poderá ser enviada informação para calibração (13) da unidade de controlo do raio-x (500).We can subdivide the system into two autonomous and competing processing blocks. The industrial process of inspection and classification, and the laboratory process. The classification process corresponds to steps (1) to (5) (Figure 2) and is intended to have a real-time performance. Real-time is understood as a process that obeys temporal constraints in agreement with the time constants of the associated process. The associated process will be the industrial production of cork stoppers. The process receives an image or video stream from the digital X-ray detector (100). From an image preprocessing (1), information for calibration (13) of the x-ray control unit (500) may be sent.

Segue-se a detecção de objectos (2) novos e o cálculo dos parâmetros estatísticos (7) relevantes para estudo.This is followed by the detection of new objects (2) and the calculation of the relevant statistical parameters (7) for study.

Por comando externo pode-se forçar que um determinado objecto para teste (15) seja encaminhado para exame laboratorial. Após realização do exame laboratorial do método da supervisão (18) para obtenção do atributo classe de um determinado objecto, é actualizado o dataset treino (10) e o modelo de previsão (9) pelo processo de actualização do modelo de previsão (6).By external command one can force a given test object (15) to be sent for laboratory examination. After the laboratorial examination of the supervision method (18) to obtain the class attribute of a given object, the training dataset (10) and the forecast model (9) are updated by the updating process of the forecast model (6).

Após previsão do parâmetro (4), no caso permeabilidade, recorrendo à estrutura de dados e ao modelo - 30 - de previsão (9), a classificação final do objecto (5) é obtida adicionando a informação da estrutura (tipos de defeitos, densidade, parâmetros estatísticos, etc) . A classificação final do objecto apresentada (14) é transmitida ao autómato programável (1000) para actuação do selector (1100).After prediction of parameter (4), in the permeability case, using the data structure and the forecast model (9), the final classification of the object (5) is obtained by adding the information of the structure (types of defects, density , statistical parameters, etc.). The final classification of the displayed object (14) is transmitted to the programmable controller (1000) for actuating the selector (1100).

De seguida, se não estiver activo o comando de paragem (16) é enviado o comando ao autómato para accionamento do tapete de transporte (300) e reinicio do algoritmo para o processo de processamento de imagem (1). Métodos Laboratoriais de Supervisão (18)Then, if the stop command 16 is not active, the command is sent to the automaton for driving the conveyor belt 300 and restarting the algorithm for the image processing process 1. Laboratory Methods of Supervision (18)

Recorre-se a métodos normalizados laboratoriais ou industriais para a medição do parâmetro segundo o qual se pretende a categorização dos objectos.Standard laboratory or industrial methods are used to measure the parameter according to which the objects are categorized.

No caso das previsões de permeabilidade ao oxigénio poderão ser adoptados métodos diversos sendo exemplos os métodos:In the case of oxygen permeability predictions, several methods may be adopted, the methods being exemplary:

ElectroquímicosElectrochemicals

ColorimétricosColorimetric

Baseados na luminescênciaBased on luminescence

Com sensores de zircónio ou micro GCWith zirconium or micro GC sensors

Baseados na promoção de reacção de oxigénio com outras moléculasBased on the promotion of reaction of oxygen with other molecules

EXEMPLOS - 31 - I - Detecção de defeitos A Figura 7 apresenta um exemplo de uma imagem radiográfica duma rolha de cortiça. A particularidade mais visível é o padrão de crescimento. Não é contudo este o fenómeno de maior interesse nesta fase, mas sim as anomalias, que não apresentam um padrão regular. A identificação dos defeitos no objecto é obtida por segmentação do histograma da imagem numa região de alto brilho, região de padrões regulares e numa região de baixo brilho. Os pontos de segmentação da imagem são obtidos por critérios de entropia conseguindo-se assim optimizar os pontos de segmentação do histograma e minimizar o número de falsos positivos. 0 reconhecimento das áreas de brilhos diferentes, relaciona-se directamente com a quantificação potencial de um defeito, que é o resultado das diferenças significativas e intensas de densidade. II - Determinação da densidade densidade mássica a partir da densidade ópticaFigure 7 shows an example of a radiographic image of a cork stopper. The most visible feature is the growth pattern. However, this is not the phenomenon of greater interest at this stage, but rather the anomalies, which do not present a regular pattern. The identification of defects in the object is obtained by segmenting the histogram of the image in a region of high brightness, region of regular patterns and in a region of low brightness. The segmentation points of the image are obtained by entropy criteria, thus achieving optimization of the histogram segmentation points and minimizing the number of false positives. The recognition of the different brightness areas is directly related to the potential quantification of a defect, which is the result of significant and intense differences in density. II - Determination of the density of the mass density from the optical density

Este exemplo demonstra a possibilidade da determinação da densidade mássica, parâmetro resultante das características macro e micro estruturais da cortiça, a partir da imagem obtida por exposição do tecido vegetal a - 32 - um sistema de detecção por RX.This example demonstrates the possibility of determining the mass density, a parameter resulting from the macro and micro structural characteristics of the cork, from the image obtained by exposing the plant tissue to an RX detection system.

Os parâmetros críticos de optimização para obtenção do sinal analítico, o brilho médio da imagem gerada pelo RX são: a partir da análise por Raios-X. • Potência (A) • Tensão / Corrente (V) • Distância ao objecto (m) • Tempo de exposição (s)The critical optimization parameters to obtain the analytical signal, the average brightness of the image generated by the RX are: from X-ray analysis. • Power (A) • Voltage / Current (V) • Distance to object (m) • Exposure time (s)

Esta etapa foi essencial para confirmar a adeguação da técnica à análise pretendida. A forte correlação entre densidade óptica e densidade das amostras suporta a viabilidade da técnica. 1. Calibração do EquipamentoThis step was essential to confirm adherence of the technique to the desired analysis. The strong correlation between optical density and density of the samples supports the feasibility of the technique. 1. Equipment Calibration

Parâmetros aquisição de Sinal: Potência; Tensão; Distância e Tempo:Signal acquisition parameters: Power; Tension; Distance and Time:

Usou-se o seguinte equipamento de raio RX (da marca Philips) com um detector digital de dimensões 200 x 300 mm, foi utilizado na obtenção da imagem. A curva padrão é obtida usando diferentes espessuras de folha de alumínio material que dentro de um intervalo de espessura (0,8 - 1,2 mm) apresenta uma densidade óptica semelhante ao material vegetal cortiça.The following RX ray equipment (of the Philips brand) was used with a digital detector of dimensions 200 x 300 mm, used to obtain the image. The standard curve is obtained using different thicknesses of aluminum foil material which within a thickness range (0.8 - 1.2 mm) has an optical density similar to cork plant material.

Paralelamente utilizando os parâmetros do - 33 - primeiro ciclo de optimização são colectadas imagens RX de rolhas de diferentes classes. 0 parâmetros iniciais foram Potência = 100 mA; Tensão = 40 kV; Distância = 1 m e Tempo =0,1 secSimultaneously using the parameters of the first optimization cycle, RX images of corks from different classes are collected. The initial parameters were Power = 100 mA; Voltage = 40 kV; Distance = 1 m and Time = 0.1 sec

Parâmetros Digitalização da Imagem:Parameters Image Scan:

As imagens RX são obtidas após a digitalização do sinal RX capturado no detector. Os parâmetros de importação na digitalização foram GA=0,9 ; GS=0,5; s=70; L=2,0. Em seguida a imagem correspondente a cada padrão são importadas utilizando o Software ImageJ. (ver figura 5) A curva é então determinada tendo em abcissa a espessura da folha de alumínio e em ordenada o brilho médio da imagem calculado utilizando a sua área máxima. O processo é repetido iterativamente até obter uma curva linear com coeficiente de correlação superior r > 0, 9.RX images are obtained after scanning the RX signal captured on the detector. The import parameters in the scan were GA = 0,9; GS = 0.5; s = 70; L = 2.0. The image corresponding to each pattern is then imported using ImageJ Software. (see figure 5). The curve is then determined by abcissa the thickness of the aluminum foil and in ordinate the average brightness of the calculated image using its maximum area. The process is repeated iteratively until a linear curve with a higher correlation coefficient r > 0, 9.

Paralelamente foram colectadas diferentes imagens RX de diferentes amostras de rolhas de diferentes classes.In parallel, different RX images were collected from different samples of corks from different classes.

Determina-se então o brilho médio do objecto (rolha) obtendo-se por interpolação o seu equivalente em espessura de alumínio.The average brightness of the object (stopper) is then determined by obtaining its aluminum thickness equivalent by interpolation.

Compatibilidade entre Imagens - Normalização - 34 -Image Compatibility - Standardization - 34 -

Utilizando a folha cuja resistência a transferência de RX é imediatamente inferior à do material em estudo, cortiça, ajusta-se o brilho do fundo da imagem, calculando-se a moda da imagem total ajustando-se a um valor comum à totalidade da imagem. A normalização da imagem é realizada por ajuste do brilho da imagem em estudo para um valor pré-estabelecido.By using the sheet whose RX transfer resistance is immediately lower than that of the cork study material, the brightness of the background of the image is adjusted by calculating the mode of the total image by adjusting to a value common to the whole image. Image normalization is performed by adjusting the brightness of the image under study to a pre-set value.

Eliminação de Erros Sistémicos na Imagem A aquisição da imagem radiográfica é acompanhada por alguns desvios causados por factores que se poderão considerar sistemáticos. A variação da temperatura da ampola, a não uniformidade espacial da sensibilidade do sensor digital, etc.Elimination of Systemic Errors in the Image The acquisition of the radiographic image is accompanied by some deviations caused by factors that may be considered systematic. The variation of the ampoule temperature, the spatial non-uniformity of the sensitivity of the digital sensor, etc.

Para eliminação do acima exposto, seleccionou-se a imagem da folha de alumínio cuja resistência à transferência de RX é imediatamente inferior à moda da imagem em estudo, subtraindo-se as duas.To eliminate the above, the image of the aluminum foil whose resistance to RX transfer is immediately inferior to the fashion of the study image was selected, subtracting the two.

Subtracção do Alumínio A correcção final a imagem é efectuada por subtracção das respectivas imagens imagem RX das rolhas (9 por 7 objectos) menos fundo alumínio 0,8 mm.Subtraction of Aluminum The final correction of the image is done by subtracting the respective RX image from corks (9 by 7 objects) less aluminum bottom 0.8 mm.

As rolhas são dispostas na Horizontal numa matriz previamente referenciada para posterior identificação; de 7 - 35 - objectos coluna por 9 objectos linha. A curva de calibração do detector for determinada com cinco padrões preparados da seguinte forma: pP2mm folha de alumínio de 2mm; Pp4mm uma folha de alumínio de 4mm; Pp6mm uma Folha de alumínio de 2mm sobreposta com uma folha de 4mm; Pp8mm duas folhas de alumínio sobrepostas; PplOmm duas folhas de 4mm e uma de 2mm. Assim utilizando 32 folhas de alumínio de 20,8 mm de espessura e 32 folhas 1.6 de 4 mm foram utilizadas. III - PermeabilidadeThe stoppers are arranged horizontally in a matrix previously referenced for later identification; of 7 - 35 - column objects by 9 line objects. The calibration curve of the detector is determined with five standards prepared as follows: pP2mm 2mm aluminum foil; Pp4mm one 4mm aluminum foil; Pp6mm a 2mm aluminum foil overlapped with a 4mm sheet; Pp8mm two overlapping aluminum sheets; PplOmm two sheets of 4mm and one of 2mm. Thus, 32 sheets of 20.8 mm thick aluminum and 32 sheets of 4 mm were used. III - Permeability

Os exemplos seguintes dizem respeito ao desenvolvimento de metodologia de previsão de permeabilidade de rolhas ao oxigénio. • Foi usado como método laboratorial de supervisão (18) (Figuras 2) a determinação de permeabilidade ao oxigénio, conforme representado nos gráficos das figuras 9 e 10, por equipamento cumprindo a norma ASTM.The following examples relate to the development of methodology for predicting the permeability of corks to oxygen. • The oxygen permeability determination, as shown in the graphs of Figures 9 and 10, was used as the supervisory laboratory method (18) (Figures 2) for equipment meeting the ASTM standard.

Os resultados obtidos foram remetidos para o fim da descrição deste exemplo.The results obtained were referred to the end of the description of this example.

Vector Crescimento e Previsão da PermeabilidadeVector Growth and Permeability Forecast

Conforme descrito anteriormente recolhe-se a imagem radiográfica o padrão predominante na imagem radiográfica da rolha da cortiça é o padrão do crescimento natural. Esse padrão tem também a característica de variar essencialmente numa direcção. Podemos por isso representar - 36 - esse padrão por um vector aqui designado por Vector Crescimento.As previously described the radiographic image is collected, the predominant pattern in the radiographic image of the cork stopper is the natural growth pattern. This pattern also has the characteristic of varying essentially in one direction. We can therefore represent this pattern by a vector here called Vector Growth.

Esse vector poderá ser assim, uma representação das caracteristicas mecânicas da rolha de cortiça, e onde se evidenciam, além do regular crescimento desta, eventuais anomalias nesse crescimento. A partir da direcção das linhas formadas pelo padrão de crescimento, calcula-se a linha perpendicular a estas que passa pelo centro do circulo. Obtém-se assim o Vector Crescimento (Figura 8). A previsão da permeabilidade é obtida com base na FFT do Vector Crescimento.This vector can thus be a representation of the mechanical characteristics of the cork stopper, and where, besides the regular growth of cork, there is evidence of anomalies in this growth. From the direction of the lines formed by the growth pattern, the line perpendicular to these that passes through the center of the circle is calculated. The Vector Growth is thus obtained (Figure 8). The permeability prediction is obtained based on the FFT of the Vector Growth.

Os resultados obtidos e apresentados nos exemplos e figuras seguintes mostram uma elevada correlação entre FFT (figuras 9 e 10) e o próprio valor de permeabilidade medida com o método da supervisão (18), descrito no algoritmo (ver no diagrama resumo do algoritmo da figura 2) .The results obtained and presented in the following examples and figures show a high correlation between FFT (Figures 9 and 10) and the permeability value itself measured with the supervision method (18), described in the algorithm (see diagram in the figure algorithm summary 2) .

Neste exemplo foram preparadas amostras de rolhas de cortiça natural que se submeteram a: • análise por Raio-X a que se seguiu o processamento de imagem descrito nesta patente; • determinação da permeabilidade por método normalizado. - 37 -In this example samples of natural cork stoppers were prepared which were subjected to: • X-ray analysis followed by the image processing described in this patent; • Determination of permeability by standard method. - 37 -

Bibliografia ASTM F 1307-02; "Standard method for oxygen transmission rate through dry packages using a coulometric sensor"; EDT 2006Bibliography ASTM F 1307-02; " Standard method for oxygen transfer rate through dry packages using a coulometric sensor "; EDT 2006

Amaral Fortes, M.; et al. ; « A Cortiça » ; IST Press, 2aAmaral Fortes, M .; et al. ; 'Cork'; IST Press, 2a

Ed. 2004Ed. 2004

Casey, J.; "Corking pressure: its causes and effects"; The Austr. Grapegrower & Winemaker, 402a, 1997, 34-38 Crochiere, G.K.; "Measuring Oxygen Ingress During Bottling/storage". Practical Winery & Vineyard, Jan/Feb 2007Casey, J .; " Corking pressure: its causes and effects "; The Austr. Grapegrower & Winemaker, 402a, 1997, 34-38 Crochiere, G.K .; " Measuring Oxygen Ingress During Bottling / Storage ". Practical Winery & Vineyard, Jan / Feb 2007

Eleanor & Ray; "Heald Getting Closure. The continuing search for the best way to seal the bottle"; wine.appellationamerica.com/wine-review, January 18, 2008Eleanor &Ray; " Heald Getting Closure. The continuing search for the best way to seal the bottle "; wine.appellationamerica.com/wine-review, January 18, 2008

Ferreira, A.C. et al.; "Identification of key Odorants related to the typical aroma of oxidation-spoiled white wines"; J. Agric. Food Chem. 2003, 51, 1377-1381 Ferreira, A.C. et al.; "Kinetics of oxidative degradation of white wines and how they are affected by selected technological parameters"; J. Agric. Food Chem. 2002, 50, 5919-5924Ferreira, A.C. et al .; " Identification of key Odorants related to the typical aroma of oxidation-spoiled white wines "; J. Agric. Food Chem. 2003, 51, 1377-1381 Ferreira, A.C. et al .; " Kinetics of oxidative degradation of white wines and how they are affected by selected technological parameters "; J. Agric. Food Chem. 2002, 50, 5919-5924

Fischer C., "Analysis of cork taint in wine and cork material at olfactory subthreshold leveis by solid phase microextraction," Journal of Agrlcultural and FoodFischer C., " Analysis of cork taint in wine and cork material at olfactory subthreshold level by solid phase microextraction, " Journal of Agricultural and Food

Chemistry, vol. 45, 1997.Chemistry, vol. 45, 1997.

Hart and Kleinig; ''The role of oxygen in aging of bottled wine"; The Australian & New Zealand Grapegrower & winemaker, 2005 - 38 -Hart and Kleinig; '' The role of oxygen in the aging of bottled wine "; The Australian & New Zealand Grapegrower & winemaker, 2005 - 38 -

Insa, S., et al., "Assays on the simultaneous determination and elimination of chloroanisoles and chlorophenols from contaminated cork samples," Journal of Chromatography Ar vol. 1122, pp. 215-221, 2006.Insa, S., et al., &Quot; Assays on the simultaneous determination and elimination of chloroanols and chlorophenols from contaminated cork samples, " Journal of Chromatography Ar vol. 1122, pp. 215-221, 2006.

Kwiatkowski, M.J. et al; "The impact of closures, including screwcap with three different headspace volumes, on the compostion, colour and sensory properties of a Cabernet Sauvignon wine during two years' storage"; Australian Journal of Grape and Wine Research, 13, 2007 Lopes, P. et al. . "Impact of storage position on oxygen ingress through different closures into wine bottles," Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2006, 54(18), 6741-6746Kwiatkowski, M.J., et al; "The impact of closures, including screwcap with three different headspace volumes, on the compostion, color and sensory properties of a Cabernet Sauvignon wine for two years' storage "; Australian Journal of Grape and Wine Research, 13, 2007 Lopes, P. et al. . " Impact of storage position on oxygen through different closures into wine bottles, " Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2006, 54 (18), 6741-6746

Lopes, P. et al. . "Nondestructive colometric method to determine the oxygen diffusion rate through closures used in winemaking," Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2005, 53, 6967-6973Lopes, P. et al. . " Nondestructive colometric method to determine the oxygen diffusion rate through closures used in winemaking, " Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2005, 53, 6967-6973

Phillips, C.; "Recent Research: The Science of Closures," From Wine Business Monthly, 09/15/2005; WBM, September 2005, www.winebusiness.com SINLGETON, (1987)........... SINGLETON e KRAMLING (1976), .............Phillips, C .; " Recent Research: The Science of Closures, " From Wine Business Monthly, 09/15/2005; WBM, September 2005, www.winebusiness.com SINLGETON, (1987) ........... SINGLETON and KRAMLING (1976), .............

Taber, G. ; "To Cork or Not to Cork: Tradition, Romance, Science, And the Battle for the Wine Bottle"- Scribner, 2007Taber, G.; To Cork or Not to Cork: Tradition, Romance, Science, and the Battle for the Wine Bottle - Scribner, 2007

Tran, T., et al. ; "Using Membrane Technology to Optimise Closure Performance". The Australian & New Zealand Grapegrower & Winemaker, March 2007Tran, T., et al. ; " Using Membrane Technology to Optimize Closure Performance ". The Australian & New Zealand Grapegrower & Winemaker, March 2007

Tudor, P.; "Is This The Closure For Your Wine An in-depth - 39 - look at the pros and cons of wine development under screw caps." Wine Business Monthly - July 2005Tudor, P .; " Is This The Closure For Your Wine An in-depth look at the pros and cons of wine development under screw caps. " Wine Business Monthly - July 2005

Waters, L., et al.; "Wine and Oxygen Research at the AWRI", Jan 2008, Sacramento WIDENRADT e SINGLETON, (1974)Waters, L., et al .; "Wine and Oxygen Research at the AWRI", Jan 2008, Sacramento WIDENRADT and SINGLETON, (1974)

Patente WO 2007/026233 A2; Method and System of Multivariate Analysis on Slice-wise data of reference structure Normalized Images for Improved Quality in Positron Emission Tomography StudiesWO 2007/026233 A2; Method and System of Multivariate Analysis on Slice-wise data of reference structure Normalized Images for Improved Quality in Positron Emission Tomography Studies

Lisboa, 28 de Setembro de 2010Lisbon, September 28, 2010

Claims (10)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Método de inspecção não destrutivo e não evasivo de materiais vegetais baseado na utilização de radiação electromagnética, para a separação selectiva e automática do material vegetal baseado num parâmetro especifico descrito por um modelo matemático aplicável, caracterizado por compreender: - meios para a aquisição de sinal; um algoritmo automático de detecção dos objectos na imagem radiográfica; - um algoritmo para a detecção do vector de crescimento sobre o qual é feito o tratamento de sinal; - o processamento de sinal em tempo real; - software para o reconhecimento de padrões de comportamento relacionáveis com a variável a quantificar; - a categorização mediante o sinal recolhido por sensores na inspecção de novas amostras.Method of non-destructive and non-evasive inspection of plant materials based on the use of electromagnetic radiation for the selective and automatic separation of plant material based on a specific parameter described by an applicable mathematical model, characterized in that it comprises: signal acquisition; an automatic algorithm to detect the objects in the radiographic image; an algorithm for the detection of the growth vector on which signal processing is performed; - real-time signal processing; - software for the recognition of behavior patterns related to the variable to be quantified; - the categorization by means of the signal collected by sensors in the inspection of new samples. 2. Método de inspecção não destrutivo e não evasivo de materiais vegetais de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a radiação electromagnética ser o Raio X.Method of non-destructive and non-fugitive inspection of plant materials according to claim 1, characterized in that the electromagnetic radiation is the X-ray. 3. Método de inspecção não destrutivo e não evasivo de materiais vegetais de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o modelo matemático ser construído sobre um grupo de amostras previamente seleccionado a 2 partir das seguintes variáveis: - uma matriz que contém o valor do parâmetro a calibrar; - uma matriz que contém o sinal obtido a partir da imagem de R-X, sendo posteriormente utilizado para a categorização mediante o sinal recolhido por sensores de inspecção de novas amostras no processo produtivo, para cálculo do valor previsto do parâmetro pretendido.Method of non-destructive and non-evasive inspection of plant materials according to claim 1, characterized in that the mathematical model is built on a group of samples previously selected from the following variables: - a matrix containing the value of the parameter to calibrate; - an array containing the signal obtained from the R-X image and subsequently used for categorization by the signal collected by sensors to inspect new samples in the production process to calculate the expected value of the desired parameter. 4. Método de inspecção não destrutivo e não evasivo de materiais vegetais de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o parâmetro especifico a quantificar ser a permeabilidade a gases.Method of non-destructive and non-fugitive inspection of plant materials according to claim 1, characterized in that the specific parameter to be quantified is gas permeability. 5. Método de inspecção não destrutivo e não evasivo de materiais vegetais de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o gás cuja permeabilidade se pretende medir ser o oxigénio.Method of non-destructive and non-fugitive inspection of plant materials according to claim 4, characterized in that the gas whose permeability is to be measured is oxygen. 6. Método de inspecção não destrutivo e não evasivo de materiais vegetais de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o parâmetro especifico a quantificar ser a presença de estruturas de diferentes densidades ópticas relacionadas com a presença de defeitos da matéria vegetal.Method of non-destructive and non-fugitive inspection of plant materials according to claim 1, characterized in that the specific parameter to be quantified is the presence of structures of different optical densities related to the presence of defects in the vegetable matter. 7. Método de inspecção não destrutivo e não evasivo de materiais vegetais de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o material vegetal ser a cortiça. 3Method of non-destructive and non-fugitive inspection of plant materials according to claim 1, characterized in that the plant material is cork. 3 8. Método de inspecção não destrutivo e não evasivo de materiais vegetais de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o material cortiça serem rolhas.Method of non-destructive and non-fugitive inspection of plant materials according to claim 1, characterized in that the cork material is stoppers. 9. Método de inspecção não destrutivo e não invasivo de materiais vegetais de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado por a categorização do material implicar: - a rejeição de grupos que não cumpram o parâmetro pretendido mediante inspecção e processamento segundo o modelo adoptado; aceitação de um grupo que corresponda aos critérios estabelecidos no modelo adoptado; e - categorização em grupos de propriedade(s) estimada(s).Method of non-destructive and non-invasive inspection of plant materials according to the preceding claims, characterized in that the categorization of the material involves: - rejection of groups that do not meet the desired parameter by inspection and processing according to the adopted model; acceptance of a group meeting the criteria laid down in the adopted model; and - categorization into groups of estimated property (s). 10. Equipamento para a realização do método de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado por ser constituído por: - um tubo emissor de RX (400) e um detector digital de raio X (100); entre estes dois módulos passam as rolhas (200) transportadas no tapete (300), a imagem da qual é colectada após digitalização do sinal no detector digital de raio X (100); - a transmissão da imagem (900) é enviada à unidade de controlo 1/0 (600); - posteriormente a imagem é processada e as rolhas são classificadas na unidade de processamento (700) e encaminhadas para diferentes reservatórios pelo selector - toda a entrada/saída de informação exterior ao sistema é representado no diagrama pela seta (800); o accionamento do tapete de transporte (300) e do selector (1100) é realizado através do autómato programável (1000). Lisboa, 28 de Setembro de 2010Apparatus for carrying out the method according to the preceding claims, characterized in that it comprises: - an RX emitting tube (400) and a digital X-ray detector (100); between these two modules passes the corks 200 carried on the carpet 300, the image from which is collected after digitizing the signal in the digital X-ray detector 100; the image transmission (900) is sent to the control unit 1/0 (600); - subsequently the image is processed and the stoppers are sorted in the processing unit 700 and forwarded to different reservoirs by the selector - all information input / output to the system is represented in the diagram by the arrow 800; the drive of the conveyor belt 300 and the selector 1100 is performed through the programmable automaton 1000. Lisbon, September 28, 2010
PT104902A 2009-12-21 2009-12-21 METHOD OF NON-DESTRUCTIVE AND NON-INVASIVE INSPECTION OF VEGETABLE MATERIALS BASED ON THE USE OF ELECTROMAGNETIC RADIATION PT104902B (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PT104902A PT104902B (en) 2009-12-21 2009-12-21 METHOD OF NON-DESTRUCTIVE AND NON-INVASIVE INSPECTION OF VEGETABLE MATERIALS BASED ON THE USE OF ELECTROMAGNETIC RADIATION
PCT/PT2010/000058 WO2011078714A1 (en) 2009-12-21 2010-12-09 Non-destructive and non-invasive method for inspecting vegetable materials involving the use of electromagnetic radiation
ES10805750.6T ES2681213T3 (en) 2009-12-21 2010-12-09 Non-destructive and non-invasive procedure for the inspection of plant materials that involves the use of electromagnetic radiation
PT108057506T PT2518478T (en) 2009-12-21 2010-12-09 Non-destructive and non-invasive method for inspecting vegetable materials involving the use of electromagnetic radiation
US13/518,047 US9528975B2 (en) 2009-12-21 2010-12-09 Non-destructive and non-invasive method for inspecting vegetable materials involving the use of electromagnetic radiation
EP10805750.6A EP2518478B1 (en) 2009-12-21 2010-12-09 Non-destructive and non-invasive method for inspecting vegetable materials involving the use of electromagnetic radiation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PT104902A PT104902B (en) 2009-12-21 2009-12-21 METHOD OF NON-DESTRUCTIVE AND NON-INVASIVE INSPECTION OF VEGETABLE MATERIALS BASED ON THE USE OF ELECTROMAGNETIC RADIATION

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PT104902A true PT104902A (en) 2011-06-21
PT104902B PT104902B (en) 2013-02-06

Family

ID=43769263

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PT104902A PT104902B (en) 2009-12-21 2009-12-21 METHOD OF NON-DESTRUCTIVE AND NON-INVASIVE INSPECTION OF VEGETABLE MATERIALS BASED ON THE USE OF ELECTROMAGNETIC RADIATION
PT108057506T PT2518478T (en) 2009-12-21 2010-12-09 Non-destructive and non-invasive method for inspecting vegetable materials involving the use of electromagnetic radiation

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PT108057506T PT2518478T (en) 2009-12-21 2010-12-09 Non-destructive and non-invasive method for inspecting vegetable materials involving the use of electromagnetic radiation

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9528975B2 (en)
EP (1) EP2518478B1 (en)
ES (1) ES2681213T3 (en)
PT (2) PT104902B (en)
WO (1) WO2011078714A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015108431A1 (en) 2014-01-17 2015-07-23 Amorim Cork Research & Services, Lda. Method and device for testing the tightness of cork stoppers

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITUD20130175A1 (en) 2013-12-30 2015-07-01 Univ Degli Studi Udine PROCEDURE FOR THE ASSESSMENT OF CORK QUALITY AND RELATED ASSESSMENT EQUIPMENT
PT108104B (en) 2014-12-18 2021-09-16 Cork Supply Portugal S A VOLATILE ANALYTE DETECTION METHOD FOR CATEGORIZATION AND SEPARATION OF CORK STOPPERS AS A FUNCTION OF THE CONCENTRATION OF THIS ANALYTE
US10346966B2 (en) * 2014-12-18 2019-07-09 Halliburton Energy Services, Inc. Non-destructive inspection methods and systems
CN105572151B (en) * 2016-01-28 2019-10-25 山西航天清华装备有限责任公司 Same ray detection different-thickness material transmitting illumination parameter determines method
CN105699402B (en) * 2016-01-28 2019-09-20 山西航天清华装备有限责任公司 A kind of different-thickness material orientation X-ray combination transillumination method
FR3130973A1 (en) * 2021-12-16 2023-06-23 Universite de Bordeaux Device for quality control and classification of a cork stopper and associated method

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6597761B1 (en) 2001-02-23 2003-07-22 Invision Technologies, Inc. Log evaluation using cylindrical projections
US6757354B2 (en) * 2002-09-20 2004-06-29 Invision Technologies, Inc. Multi-view x-ray imaging of logs
WO2007026233A2 (en) 2005-08-31 2007-03-08 Ge Healthcare Limited Method and system of multivariate analysis on slice-wise data of reference structure normalized images for improved quality in positron emission tomography studies

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015108431A1 (en) 2014-01-17 2015-07-23 Amorim Cork Research & Services, Lda. Method and device for testing the tightness of cork stoppers

Also Published As

Publication number Publication date
US9528975B2 (en) 2016-12-27
PT2518478T (en) 2018-07-31
US20130163720A1 (en) 2013-06-27
EP2518478A1 (en) 2012-10-31
PT104902B (en) 2013-02-06
EP2518478B1 (en) 2018-04-25
ES2681213T3 (en) 2018-09-12
WO2011078714A1 (en) 2011-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PT104902A (en) METHOD OF NON-DESTRUCTIVE AND NON EVASIVE INSPECTION OF VEGETABLE MATERIALS BASED ON THE USE OF ELECTROMAGNETIC RADIATION
Li et al. SSC and pH for sweet assessment and maturity classification of harvested cherry fruit based on NIR hyperspectral imaging technology
Sliwinska et al. Food analysis using artificial senses
Wu et al. Detection of common defects on jujube using Vis-NIR and NIR hyperspectral imaging
Huang et al. Nondestructive measurement of total volatile basic nitrogen (TVB-N) in pork meat by integrating near infrared spectroscopy, computer vision and electronic nose techniques
US7906975B2 (en) Methods and apparatus for the non-destructive detection of variations in a sample
US8538714B2 (en) Testing the integrity of products in containers
CN107300536B (en) Hyperspectrum-based mango impact damage soluble solid content prediction method
Cubero et al. A new method for assessment of bunch compactness using automated image analysis
Li et al. Non-destructive evaluation of pork freshness using a portable electronic nose (E-nose) based on a colorimetric sensor array
Manthou et al. Application of spectroscopic and multispectral imaging technologies on the assessment of ready-to-eat pineapple quality: A performance evaluation study of machine learning models generated from two commercial data analytics tools
CN106290224A (en) The detection method of bacon quality
Aleixandre-Tudo et al. Towards on-line monitoring of phenolic content in red wine grapes: A feasibility study
Fadock et al. Visible-near infrared reflectance spectroscopy for nondestructive analysis of red wine grapes
CN112974303B (en) Hyperspectrum-based fruit quality detection method, device and medium
Courand et al. Evaluation of a robust regression method (RoBoost-PLSR) to predict biochemical variables for agronomic applications: Case study of grape berry maturity monitoring
Perez-Beltran et al. Non-targeted spatially offset Raman spectroscopy-based vanguard analytical method to authenticate spirits: White Tequilas as a case study
Giovenzana et al. Comparison of two immersion probes coupled with visible/near infrared spectroscopy to assess the must infection at the grape receiving area
CN113030007A (en) Method for rapidly testing quality stability of tobacco essence based on similarity learning algorithm
Lambrecht et al. Moving towards in-line monitoring of phenolic extraction during red wine fermentations using infra-red spectroscopy technology. Influence of sample preparation and instrumentation
WO2019131945A1 (en) Food inspection device, food inspection method, and learning method for food reconstruction neural network of food inspection device
CN114813593A (en) Method for detecting total acid content of fermented grains based on hyperspectral imaging technology
Mellado-Carretero et al. Application of hand-held near-infrared and Raman spectrometers in surface treatment authentication of cork stoppers
Liu et al. Determination of total volatile basic nitrogen (TVB-N) content in beef by hyperspectral imaging technique
CN106124451B (en) A method of update the system and detection through the detection of packaging bag On-line near infrared analyzer

Legal Events

Date Code Title Description
BB1A Laying open of patent application

Effective date: 20101028

FG3A Patent granted, date of granting

Effective date: 20130201

MM4A Annulment/lapse due to non-payment of fees, searched and examined patent

Free format text: LAPSE DUE TO NON-PAYMENT OF FEES

Effective date: 20130621

NF4A Restitutio in integrum

Free format text: RESTITUTIO IN INTEGRUM

Effective date: 20140219